Было время, когда наряду с Северным Полярным ученые выделяли также Южный Полярный (или Антарктический) океан. Однако его границы были до такой степени условны, что вскоре эти названия практически перестали использоваться и исчезли с карт.
Как и когда на земле появилась вода?
Ученые считают, что Мировой океан появился 3,5 миллиарда лет назад.
На сегодняшний день существует несколько гипотез образования воды на Земле. Прежде всего, имеются сторонники космического происхождения воды: они утверждают, что вода попала на нашу планету с потоками космических лучей. Они пронизывают Вселенную и содержат протоны – ядра атомов водорода. Оказавшись в верхних слоях земной атмосферы, протоны захватывают электроны, превращаются в атомы водорода, а затем, вступив в реакцию с кислородом, образуют воду. Ежегодно в стратосфере образуется полторы тонны такой «космической воды». Расчеты показали, что за миллиарды лет «космическая вода» вполне могла заполнить все моря и океаны.
Согласно другой гипотезе, вода имеет земное происхождение: она появилась из горных пород, слагающих земную мантию, став следствием дегазации магмы и последующей конденсации паров атмосферы. В самом деле, при извержениях вулканов расплавленные горные породы изливались на земную поверхность, и из них выделялись летучие компоненты – разнообразные газы и водяные пары. Подсчитано: если изверженной «геологической воды» в среднем поступало 0,5–1,0 кубических километров в год, то за всю историю Земли ее могло выделиться столько, сколько сейчас содержит Мировой океан.
Считается, что большинство океанских бассейнов современности возникло в последние 250 миллионов лет в результате раскола древнего суперконтинента. Согласно этой версии, миллиард лет назад Земля уже была покрыта прочной оболочкой, в которой выделялись континентальные выступы и океанические впадины. Тогда площадь океанов была примерно в два раза больше площади материков. Примерно 250 миллионов лет назад на Земле был один материк – Пангея. Площадь его составляла примерно столько же, сколько площадь всех современных материков и островов вместе взятых. Этот «суперконтинент» омывался «суперокеаном», называемым Панталассой.
Создатель этой теории, немецкий ученый Альфред Вегенер (1880–1930), в 1915 году, после пяти лет исследований, опубликовал труд под названием «Происхождение материков и океанов», в котором им были придуманы названия Пангея (от греческих слов пан – «всеобщий» и гея – «земля») и Панталасса ( таласса по-гречески – «море»).
По мнению Вегенера, Пангея оказалась недолговечным образованием. Примерно 200 миллионов лет назад этот материк под действием силы вращения Земли раскололся на две части: северную – Лавразию и южную – Гондвану. Между ними появился океан Тетис (ныне его остатками являются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря, а также Персидский залив).
А потом течения мантии продолжили покрывать Лавразию и Гондвану сетью трещин и разваливать их на множество осколков. Некоторые исследователи даже считают, что именно эти процессы стали причиной гибели динозавров, но вопрос этот пока остается открытым.
Так могли выглядеть Пангея и Панталасса
Постепенно между расходившимися осколками пространство заполнялось мантийным веществом, поднимавшимся из недр Земли. Остывая, оно образовало дно будущих океанов. Со временем здесь появились три океана – Атлантический, Тихий и Индийский. По мнению некоторых ученых, Тихий океан – это остаток древнего океана Панталасса. Позднее все новые и новые разломы охватили Гондвану и Лавразию: от них отламывались куски суши (материковые плиты), которые начинали дрейфовать в разные стороны, постепенно образовав Евразию, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду.
Почему морская вода соленая?
Мировой океан – это неисчерпаемый источник химических элементов, содержащихся в составе его воды, а также в многочисленных месторождениях, расположенных на дне.
Средняя соленость морской воды составляет 35 ‰. Это значит, что 1000 частей воды содержит по весу 35 частей соли. Подобные тысячные доли называются промилле .
Соленый вкус воде придают содержащиеся в ней растворенные минеральные вещества – главным образом, соединения натрия и хлора.
Благодаря тому, что вода в морях и океанах постоянно перемешивается волнами и течениями, ее состав практически одинаков. То есть, с какой бы глубины и в каком бы месте мы ни взяли воду, состав ее будет идентичным, хотя абсолютное количество солей и может быть различно.
Но почему морская вода соленая?
Когда идет дождь, он растворяет частицы солей, содержащихся в почве и каменистых породах. Ручейки дождевой воды попадают в реки. Течение реки переносит соли в моря. Потом вода под действием солнца испаряется и снова выпадает на землю в виде осадков, а вот соль остается в морской воде, и за миллионы лет ее там накопилось предостаточно.
Реки стремятся в океан уже два миллиарда лет и, по некоторым данным, за год приносят 2 834 000 000 тонн всевозможных веществ. И такой круговорот солей в природе продолжается непрерывно.
Пресная речная вода также содержит соли, но состав этих солей иной. В речной воде преобладают углекислые соли (их 60,1 ‰), а в морской воде их всего около 0,3 ‰. Зато хлористых солей в морской воде 88,7 ‰, а в речной – 5,2 ‰.
Отсюда мы можем заключить, что внесение реками солей в моря и океаны не может рассматриваться как единственная причина солености.
Так, например, некоторые ученые вообще считают, что вода в Мировом океане изначально была соленой. Предполагается, что в период образования земной коры и океана из вещества мантии вместе с парами воды выделялись кислые вулканические дымы, содержащие соединения хлора, фтора, брома. Первые «порции» воды на Земле были кислыми. Эта первичная вода разрушала недавно образовавшиеся базальты, граниты и другие кристаллические породы земной коры и извлекала из них щелочные элементы – натрий, магний, калий, кальций и др. Происходила химическая реакция, при которой щелочные элементы входили в соединение с хлором, фтором, бромом и нейтрализовали раствор. Со временем поступление кислых вулканических дымов становилось все меньше, а выделение солей из пород суши продолжалось.
Соответственно, и океанская вода постепенно накапливала соли и приобретала щелочную реакцию, которая присуща ей и сейчас. И примерно 500 миллионов лет назад океанская вода стабилизировалась по солевому составу и содержанию в ней газов.
Добыча морской соли
Люди добывают соль из морской воды уже более 4000 лет. Первыми делать это начали обитатели сухих и теплых стран Европы (Франции, Италии, Испании) и Азии (Японии, Индии, Китая).
Методика проста: большие мелководные пруды (их называют выпарными прудами) заливают морской водой; вода испаряется, а соль остается на дне. В странах с более холодным климатом (например, в Англии) соль добывается путем «вываривания» морской воды.
Мировая добыча соли из морской воды составляет более 6 миллионов тонн в год.
Конечно, это только одна из точек зрения ученых, но и она имеет право на существование, так как до сих пор никто точно не может ответить на этот вопрос, и все теории о происхождении океана и нашей планеты так и остаются теориями.
Вот, например, вопрос: если вода в море настолько соленая, что пить ее опасно для здоровья, как могло случиться, что земная жизнь зародилась именно в океане?
Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. А может быть, все дело в том, что вначале Мировой океан был почти пресным?
Кстати, все основные жидкости организма (пот, кровь и др.) тоже соленые, что можно считать близкородственным сходством с морской водой.
Вода является составной частью тела живых существ. Кровь, мышцы, жир, мозг и даже кости содержат воду в большом количестве. Обычно вода составляет 65–75 % веса тела живого организма. А вот тело некоторых морских животных (например, медуз) содержит в себе до 97–98 % воды. В любом случае, все процессы, совершающиеся в теле животных и растений, происходят только при участии водных растворов. Без воды жизнь невозможна.
Научное обоснование появления соленой воды в Мировом океане было дано в 1715 году в работах сэра Эдмонда Галлея (1656–1742), британского королевского астронома, директора Гринвичской обсерватории, именем которого названа комета и несколько кратеров на Луне и на Марсе. К слову заметим, что Галлей, будучи астрономом, в 1690 году изобрел систему подачи воздуха в подводные аппараты.
Эдмонд Галлей.
Худ. Томас Мюррей (1686)В 1698–1700 годах он руководил экспедиционным судном, которое выполнило магнитную съемку в Атлантическом океане, а в 1701 году опубликовал первую в мире большую карту магнитных склонений Земли. Для этого он несколько раз пересек в разных направлениях Атлантический, а затем и Тихий океаны. Одновременно с этим Галлей первым сделал предположение, что минералы, в том числе и соль, вымываясь из почвы, попадали по рекам в море, где с течением времени концентрировались. Он же предложил использовать соленость океанов для определения возраста Земли, считая, что скорость испарения воды и скорость поступления соли в стоках рек известны.
Приливы и отливы
Приливы и отливы – это периодические колебания уровня воды в морях и океанах. Откуда же они берутся и какие силы вызывают их образование?
Прежде всего, приливы и отливы образуются под воздействием силы притяжения Луны и Солнца.
Как известно, масса Солнца в 27 миллионов раз больше массы Луны. Но при этом Солнце находится в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. В связи с этим на поверхности Земли приливные силы, порождаемые маленькой Луной, в два раза больше приливных сил, порождаемых Солнцем.
Так что в итоге приливы и отливы вызываются главным образом гравитационным притяжением Луны.